CN106356905B - 一种交直流双母线可控输电系统 - Google Patents

一种交直流双母线可控输电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种交直流双母线可控输电系统，包括交流电源、交流汇流母线、初级与交流电源连接、次级与交流汇流母线连接的降压变压器、直流汇流母线、N路功率可控输电子系统以及N路功率不可控输电子系统，其中，每路功率可控输电子系统包括整流侧与交流汇流母线连接、直流侧分别与逆变器的直流侧以及直流汇流母线连接的整流器；交流侧与输电线路连接的逆变器，每路功率不可控输电子系统包括：一端与交流汇流母线连接、另一端与输电线路连接的开关。本发明提供的输电系统在实际应用中，可根据实际应用需要来选择哪种输电子系统进行输电，适用范围大，提高了输电系统的可靠性高。

Description

一种交直流双母线可控输电系统
技术领域
本发明涉及高压输电技术领域，特别是涉及一种交直流双母线可控输电系统。
背景技术
随着电力系统的快速发展，双母线接线作为电气主接线的一种接线方式，因为其克服了单母线接线和单母分段接线可靠性差，不能保证重要用户供电的缺陷，同时又具有可靠性高，检修或故障时可通过倒闸操作保证供电的优势正在被绝大部分的发电厂或者变电站所采用。
目前发电厂或变电站采用的双母线接线方式中的两条母线均为交流母线，平常可独立一条或两条并联运行。交流电源经变压器变压后将电流汇集于两条母线中的其中一条或两条，然后由发电厂或变电站出线将汇集的功率传输给电力负荷。若忽略发电厂或变电站内部线路的阻抗情况，理论上来说汇流母线上的电压与出线处的电压应该是相等的，此时在网络中的传输功率大小由负荷阻抗决定。这种由负荷情况决定的潮流称为自然潮流。电能供应方对自然潮流控制的能力几乎不存在，处在一个被动的地位。因此，电能供应方会希望自身亦可参与到潮流控制当中，通过在供电侧增加特定的装置或运用一定的技术来影响网络中的潮流分布。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的输电系统是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种交直流双母线可控输电系统，一方面，电能供应方能够参与到潮流控制当中，通过在供电侧增加整流器和逆变器影响网络中的潮流分布，在实际应用中，可根据实际应用需要来选择哪种输电子系统进行输电，适用范围大；另一方面，提高了输电系统的可靠性高。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种交直流双母线可控输电系统，包括交流电源、交流汇流母线、初级与所述交流电源连接、次级与所述交流汇流母线连接的降压变压器、直流汇流母线、N路功率可控输电子系统以及N路功率不可控输电子系统，其中，N为整数，每路功率可控输电子系统包括：
整流侧与所述交流汇流母线连接、直流侧分别与逆变器的直流侧以及所述直流汇流母线连接的整流器；
交流侧与输电线路连接的所述逆变器；
每路功率不可控输电子系统包括：
一端与所述交流汇流母线连接、另一端与所述输电线路连接的开关。
优选地，N不小于2。
优选地，所述开关为自动开关。
优选地，所述开关为闸刀开关。
优选地，所述开关为断路器。
优选地，所述整流器为全桥整流器。
优选地，所述整流器为IGBT整流器。
优选地，所述逆变器为全桥逆变器。
优选地，所述逆变器为IGBT逆变器。
优选地，所述交流电源以及所述降压变压器的个数均为N个，且与N路所述功率可控输电子系统以及N路所述功率不可控输电子系统一一对应。
本发明提供了一种交直流双母线可控输电系统，包括交流电源、交流汇流母线、初级与交流电源连接、次级与交流汇流母线连接的降压变压器、直流汇流母线、N路功率可控输电子系统以及N路功率不可控输电子系统，其中，每路功率可控输电子系统包括整流侧与交流汇流母线连接、直流侧分别与逆变器的直流侧以及直流汇流母线连接的整流器；交流侧与输电线路连接的逆变器。
可见，本发明提供的输电系统不仅包括传统的功率不可控输电子系统，还包括功率可控输电子系统，一方面，电能供应方能够参与到潮流控制当中，通过在供电侧增加整流器和逆变器影响网络中的潮流分布，在实际应用中，可根据实际应用需要来选择哪种输电子系统进行输电，适用范围大；另一方面，当某一分支交流母线对应的功率可控输电子系统以及功率不可控输电子系统中的任意一个系统出现故障时，均可通过另一个系统来进行正常输电，也即每个分支交流母线对应的功率可控输电子系统以及功率不可控输电子系统实现互为冗余，提高了输电系统的可靠性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种交直流双母线可控输电系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种交直流双母线可控输电系统，一方面，电能供应方能够参与到潮流控制当中，通过在供电侧增加整流器和逆变器影响网络中的潮流分布，在实际应用中，可根据实际应用需要来选择哪种输电子系统进行输电，适用范围大；另一方面，提高了输电系统的可靠性高。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1为本发明提供的一种交直流双母线可控输电系统的结构示意图，该输电系统包括：
交流电源1、交流汇流母线3、初级与交流电源1连接、次级与交流汇流母线3连接的降压变压器2、直流汇流母线7、N路功率可控输电子系统以及N路功率不可控输电子系统，其中，N为整数，每路功率可控输电子系统包括：
整流侧与交流汇流母线3连接、直流侧分别与逆变器5的直流侧以及直流汇流母线7连接的整流器4；
作为优选地，N不小于2。
当然，这里N的具体数值根据实际情况来定，本发明在此不做特别的限定。
作为优选地，交流电源1以及降压变压器2的个数均为N个，且与N路功率可控输电子系统以及N路功率不可控输电子系统一一对应。
作为一种优选的实施例，本申请中交流电源1以及降压变压器2与N路功率可控输电子系统以及N路功率不可控输电子系统一一对应，当某个交流电源1或者降压变压器2出现故障时，则该交流电源1或者降压变压器2对应的功率可控输电子系统以及功率不可控输电子系统还可以从交流汇流母线3取电，提高了输电系统的可靠性。
当然，本发明对于交流电源1以及降压变压器2的具体个数并不做特别的限定，根据实际情况来定。
交流侧与输电线路8连接的逆变器5；
具体地，发电厂或变电站的一个交流电源1经过整流—逆变过程后，进入传输网络的电流形式虽仍是交流电且周期不变，但其电压的幅值和相角都已发生了变化。由此可知，利用整流与逆变技术，可以对发电厂或变电站出线处的电压加以控制。
本申请中提供的输电系统，保持原有的功率不可控输电子系统不变功率不可控输电子系统上并联上一组“整流—逆变”单元(也即功率可控输电子系统)，从每个整流器4的出线口处取得直流电源，同时汇集一处，使其成为直流汇流母线7。每条输电线路8的输出功率有三种方式：
每条输电线路8由功率不可控输电子系统中的开关6输出功率时，形成不可人为控制的自然潮流；每条功率不可控输电子系统由交流电源1经过整流器4—逆变器5输出功率时，形成可控潮流；每条输电线路8由直流汇流母线7经过逆变器5输出功率时，形成可控潮流。
具体地，当输电线路8功率需要直接按功率不可控交流输出时，只需断开整流器4或逆变器5其中一个的开关，让整流器和逆变器退出运行即可，同时需合上开关6，此时输电线路8的功率就直接交流输出，输电网络上形成自然潮流。
当输电线路8的功率需要按功率可控交流输出时，断开开关6，同时合上整流器4和逆变器5中的所有开关，让整流器4和逆变器5投入运行即可。此时输电线路8的功率就能实现可控输出，输电网络上形成可控潮流。如果出现某一组整流器4和逆变器5故障或需进行检修时，可以通过直流汇流母线7从其他机组整流而得的功率中获得，或者闭合与需退出运行的整流器4和逆变器5相并联的开关6即可，这样就可以保证输电系统的供电的可靠性和灵活性。
综上，本申请中的功率可控输电子系统以及功率不可控输电子系统互为备用，提高了供电可靠性。所有输电线路8的整流器4可以单独运行，也可以全部运行。当与某条输电线路8相对应的整流器4故障时，该条输电线路8对应的逆变器5可以从直流汇流母线7上获得直流电源，然后再转换成交流电，再向该条输电线路8输出功率。
优选地，整流器4为全桥整流器。
作为优选地，整流器4为IGBT整流器。
作为优选地，逆变器5为全桥逆变器。
作为优选地，逆变器5为IGBT逆变器。
当然，这里的整流器4不仅限于IGBT整流器，还可以采用电力二极管整流器，当然还可以采用其他类型的整理器，本发明在此不做特别的限定，逆变器5同上。
每路功率不可控输电子系统包括：
一端与交流汇流母线3连接、另一端与输电线路8连接的开关6。
作为优选地，开关6为自动开关。
作为优选地，开关6为闸刀开关。
作为优选地，开关6为断路器。
当然，这里的开关6还可以为其他类型的开关，本发明在此不做特别的限定，能实现本发明的目的即可。
本发明提供了一种交直流双母线可控输电系统，包括交流电源、交流汇流母线、初级与交流电源连接、次级与交流汇流母线连接的降压变压器、直流汇流母线、N路功率可控输电子系统以及N路功率不可控输电子系统，其中，每路功率可控输电子系统包括整流侧与交流汇流母线连接、直流侧分别与逆变器的直流侧以及直流汇流母线连接的整流器；交流侧与输电线路连接的逆变器。
可见，本发明提供的输电系统不仅包括传统的功率不可控输电子系统，还包括功率可控输电子系统，一方面，电能供应方能够参与到潮流控制当中，通过在供电侧增加整流器和逆变器影响网络中的潮流分布，在实际应用中，可根据实际应用需要来选择哪种输电子系统进行输电，适用范围大；另一方面，当某一分支交流母线对应的功率可控输电子系统以及功率不可控输电子系统中的任意一个系统出现故障时，均可通过另一个系统来进行正常输电，也即每个分支交流母线对应的功率可控输电子系统以及功率不可控输电子系统实现互为冗余，提高了输电系统的可靠性高。
需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种交直流双母线可控输电系统，其特征在于，包括交流电源、交流汇流母线、初级与所述交流电源连接、次级与所述交流汇流母线连接的降压变压器、直流汇流母线、N路功率可控输电子系统以及N路功率不可控输电子系统，其中，N为整数，每路功率可控输电子系统包括：
整流侧与所述交流汇流母线连接、直流侧分别与逆变器的直流侧以及所述直流汇流母线连接的整流器；
交流侧与输电线路连接的所述逆变器；
每路功率不可控输电子系统包括：
一端与所述交流汇流母线连接、另一端与所述输电线路连接的开关。
2.如权利要求1所述的交直流双母线可控输电系统，其特征在于，N不小于2。
3.如权利要求1所述的交直流双母线可控输电系统，其特征在于，所述开关为自动开关。
4.如权利要求1所述的交直流双母线可控输电系统，其特征在于，所述开关为闸刀开关。
5.如权利要求1所述的交直流双母线可控输电系统，其特征在于，所述开关为断路器。
6.如权利要求1所述的交直流双母线可控输电系统，其特征在于，所述整流器为全桥整流器。
7.如权利要求6所述的交直流双母线可控输电系统，其特征在于，所述整流器为IGBT整流器。
8.如权利要求1所述的交直流双母线可控输电系统，其特征在于，所述逆变器为全桥逆变器。
9.如权利要求8所述的交直流双母线可控输电系统，其特征在于，所述逆变器为IGBT逆变器。
10.如权利要求1-9任一项所述的交直流双母线可控输电系统，其特征在于，所述交流电源以及所述降压变压器的个数均为N个，且与N路所述功率可控输电子系统以及N路所述功率不可控输电子系统一一对应。
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